Międzynarodowy zespół badawczy – stojący za publikacją zamieszczoną w Science Advances – wykazał, że podczas burzy Gannona zdecydowana większość jonów zasilających ziemski pierścień prądowy nie pochodziła z wiatru słonecznego, lecz z atmosfery naszej własnej planety. To z kolei prowadzi do wniosku, iż rola ziemskiej jonosfery w powstawaniu najpotężniejszych burz geomagnetycznych była dotąd znacząco niedoceniana.
Przypominam, że mówimy o wydarzeniach zapoczątkowanych 10 maja 2024 roku, kiedy to seria wyjątkowo silnych erupcji słonecznych wyrzuciła w przestrzeń kosmiczną ogromne obłoki zjonizowanej plazmy. W trakcie podróży przez Układ Słoneczny chmury te połączyły się, a po dotarciu do Ziemi uderzyły w magnetosferę z niezwykłą siłą. Efektem były zorze polarne widoczne nawet na szerokościach geograficznych, gdzie należą one do wyjątkowej rzadkości, a także jedna z najpotężniejszych burz geomagnetycznych od początku prowadzenia nowoczesnych pomiarów.
Naukowcy od dziesięcioleci spierali się o to, skąd pochodzą jony budujące pierścień prądowy, czyli ogromny pas naładowanych cząstek otaczający Ziemię na wysokości kilkunastu tysięcy kilometrów. Dotychczas panowało przekonanie, jakoby podczas wyjątkowo silnych burz znaczący udział miały cząstki niesione przez wiatr słoneczny. Najnowsze pomiary pokazały jednak zupełnie inny obraz.
Na pierwszy plan w próbach rozwikłania tej zagadki wysunął się japoński satelita Arase, który przypadkowo znalazł się w odpowiednim miejscu tuż po rozpoczęciu burzy, a następnie ponownie przeleciał przez obszar pierścienia prądowego w chwili największej aktywności. Aparatura pokładowa umożliwiła bezpośrednie określenie rodzaju i energii znajdujących się tam jonów.
Analiza danych wykazała, że około 85 procent wszystkich zarejestrowanych jonów stanowił tlen pochodzący z ziemskiej jonosfery, czyli naelektryzowanej górnej warstwy atmosfery. Udział cząstek dostarczonych przez wiatr słoneczny okazał się zaskakująco niewielki, mimo że burzę wywołało wyjątkowo silne uderzenie materii wyrzuconej przez Słońce.
Badacze uważają, że ciężkie jony tlenu mogły znacząco wzmocnić zaburzenia pola magnetycznego Ziemi. Podczas maksimum burzy satelita zarejestrował około 40-procentowy spadek natężenia pola magnetycznego na wysokości około 16 tysięcy kilometrów nad powierzchnią planety. Tak silne osłabienie zaobserwowano znacznie bliżej Ziemi niż w przypadku wcześniejszych ekstremalnych burz.
Czytaj też: Radary wykryły sygnały dochodzące spod lodu Europy. Ten księżyc Jowisza to potencjalne siedlisko kosmitów
Równocześnie naukowcy odnotowali wyraźny spadek liczby wysokoenergetycznych elektronów normalnie krążących w tym obszarze magnetosfery. Ich zdaniem tak silne odkształcenie pola magnetycznego mogło zakłócić trajektorie elektronów, choć mechanizm tego zjawiska wymaga jeszcze dalszych badań. Jako że dotychczas modele prognozowania pogody kosmicznej koncentrowały się przede wszystkim na obserwacji aktywności Słońca oraz parametrów wiatru słonecznego, to nowe ustalenia mogą być przełomowe.
Mówiąc krótko, może się okazać, że równie istotny jest stan ziemskiej atmosfery, która podczas ekstremalnych burz potrafi dostarczyć ogromne ilości ciężkich jonów wzmacniających pierścień prądowy. Ma to bezpośrednie znaczenie dla ochrony współczesnej infrastruktury technologicznej. Najsilniejsze burze geomagnetyczne mogą zakłócać działanie satelitów, systemów nawigacji GPS, łączności radiowej, a nawet prowadzić do awarii sieci energetycznych. Dokładniejsze przewidywanie ich przebiegu pozwoliłoby lepiej zabezpieczać infrastrukturę krytyczną przed skutkami ekstremalnej pogody kosmicznej.
Źródło: Science Advances
